Устройство для измерения массы

 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для прецизионного измерения массы груза. Цель изобретения - повышение надежности за счет создания дополнительного измерительного канала. Переключатель 8 устанавливают в положение а, подключая этим транзисторный возбудитель 7 (ТВ) к электродам 5. В локализованной зоне 6 посредством ТВ 7 возбуждаются пьезоэлектрические колебания, частота которых соответствует начальному значению массы измеряемого груза. На нагрузочную площадку 4 устанавливается груз, масса которого создает усилие, приложенное к силочувствительному кварцевому резонатору 3. Электрический сигнал пьезоэлектрических колебаний, прирост частоты которого изменяется прямо пропорционально измеряемой массе, через ТВ 7 подается на индикатор 15, где индицируется в единицах массы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) >

m 4 С 01 С 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

h,.t. ÕÃ."HÌ

iiif „ -Ti-: i;- l ЬИМЯ

; г>;, ° 1(,1,,Д

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 надежности за счет создания дополнительного измерительного канала. Переключатель 8 устанавливают в положение а подключая этим транзисторный возбудитель 7 (ТВ ) к электродам 5. В локализованной зоне 6 посредством ТВ

7 возбуждаются пьезоэлектрические колебания, частота которых соответствует начальному значению массы измеряемого груза. На нагрузочную площадку 4 устанавливается груз, масса которого создает усилия, приложенные к силочувствительному кварцевому резонатору 3. Электрический сигнал пьезоэлектрических колебаний, прирост частоты которого изменяется прямо пропорционально измеряемой массе, через ТВ 7 подается на индикатор 15, где индицируется в единицах массы. 1 ил.

1 (21) 3825362/24-10 (22) 12.11.84 (46) 23.12.89. Бил, Ф 47 (71) Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс (72) Е.И.Новиков (53) 681.269(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1118869, кл. G 01 G 3/16, 1983.

Авторское свидетельство СССР

11> 1476332, кл. G 01 G 23/16, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАССЫ (57) Изобретение относится к весоиэмерительной технике и предназначено для прецизионного измерения массы груза. Бель изобретения — повышение

11

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1530932

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для

1 прецизионного измерения массы груза.

Цель изобретения — повьппение на- .

5 дежности эа счет создания дополнительного измерительного канала.

На чер т еже показ ан а функциональная схема устройства. устройство для измерения массы содержит корпус 1, на котором укреплен кристаллодержатель 2, служащий для установки и фиксации силочувствительного кварцевого резонатора 3, на котором размещена нагрузочная площадка

4. На главных гранях силочувствительного кварцевого резонатора 3 нанесены электроды 5, образующие в монокристалле силочувствительного резонатора 3 локализованную зону 6, в ко- 20 торой возбуждаются пьезоэлектрические колебания с помощью транзисторного возбудителя 7, выход которого через переключатель 8 подключен к электродам 5. На корпусе 1 установлены элек- 25 трододержатели †ограничите 9, служащие для крепления дополнительных (вторичных ) электродов 10 на корпусе

1 и ограничения бокового перемещения силочувствительного кварцевого резонатора 3. Вторичные электрода 10 с помощью фиксаторов ll фиксируются в заданном положении относительно электродов 5.

Между электродами 5 и вторичными электродами 10 включены параметричес35 кие корректоры 12, каждый из которых представляет собой реэисторно-емкостную цепочку, включающую резистор 13 и конденсатор )4. Выход транзисторно40 го возбудителя 7 подключен к индикатору 15. Массоприемная площадка 4 кинематически связана с корпусом 1 посредством мембран 16.

На чертеже приняты следУющие обо- 45 значения: 00 — ось силочастотной чувI ствительности и NN — направление местной вертикали.

Работа устройства основана на прямом и обратном силочастотном эффекте и свойстве кварцевого резонатора генерировать пьезоэлектрические колебания в локализованной зоне при непосредственном кантактировании первич55 ных электродов с монокристаллом све-, точувствительного резонатора и емкостной связи вторичных электродов с первичными.

Перед началом работы переключатель

8 устанавливают в положение а, подключая этим транзисторный возбудитель

7 к электродам 5. От блока питания (не показан) подают электропитание на транзисторный возбудитель 7 и индикатор 15. В локализованной зоне 6 посредством транзисторного возбудителя 7 возбуждаются пьезоэлектрические колебанйя, частота которь.х соответствует начальному, т.е. нулевому значению массы измеряемого груза. На нагруэочную площадку 4 устанавливают груз, масса которого согласно второму закону Ньютона создает усилие, приложенное к силочувствительному кварцевому резонатору 3

F m ° g, где F — вектор усилия;

m — масса груза;

g — вектор гравитационного поля

Земли.

Под действием усилия F в силочувствительном кварцевом резонаторе 3 происходит повьппение частоты пьезоэлектрических колебаний прямо пропорционально действующему усилию F

hf — Kf Р о (2)

П и (.

5f — отклонение частоты пьезоэлектрических колебаний;

Kf — силочастотный коэффициент;

F — вектор усилия;

Й вЂ” начальное значение частоты пьезоэлектрических колебаний;

D — геометрический коэффициент (поперечное сечение силочувствительного кварцевого резонатора); п — номер гармоники;

1- коэффициент заделки (1 — для жесткого соединения).

Электрический сигнал пьезоэлектрических колебаний, прирост частоты которого изменяется прямо пропорционально измеряемой массе, через транэисторньп» возбудитель подается на индикатор, где индуцируется в единицах массы, поскольку характеристика преобразования массы в электрический сигнал имеет линейный характер.

После выполнения измерения груз снимается с нагруэочной площадки 4, после чего показания индикатора 15 нию. ному. формула изобретения

Составитель В. Ширшов

Редактор А.Мотыль Техред Л.Сердюкова Корректор М.Самборская

Заказ 7943/42 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производ твенно †издательск комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 153093 возвращаются к нулевому значению.

Устройство готово к новому измереПри взвешивании массы сыпущего ма5 териала, транспортируемого, например, на ленточном транспортере, нагрузочнан площадка 4 кинематически связыва« ется посредством, например, шарика, вставляемого в углубление нагрузочной площадки 4 с весоприемным элементом (не показан). Измерение производится автоматически без вмешательства оператора и фиксируется на индикаторе

В случае выхода из строя соединения электродов 5 с транзисторным возбудителем 7, например из-за ограниченной механической прочности за счет малой толщины электродов 5 (менее 20

0 5 мкм) и сравнительно невысокой их адгезии с гранью силочувствительного кварцевого резонатора, с помощью переключателя 8 транзисторного возбудителя 7 соединяется с вторичными элек- 25 тродами 10.

При переходе на работу с электродов на вторичные электроды 10 исходное значение частоты может несколько уйти от первоначального значения, 30 что легко учитывается в индикаторе 15. Масштабный коэффициент (коэффициент преобразования) при указанном переходе не изменяется. Другие параметры (добротность, эквивалентная

35 емкость, эквивалентная иидуктивность, эквивалентная проводимость) также остаются прежними.

После переключения транзисторного возбудителя 7 с электродов 5 на вто- ричные электроды 10 измерение массы груза производится аналогично описанному.

В предлагаемом устройстве обеспечивается также режим работы включенного транзисторного возбудителя 7 на вторичные электроды 10 при исправных

2 6 электродах 5 и их соединений. К этом случае обеспечивается нормальная работа устройства и, кроме того, имеется возможность перестройки начального значения частоты силочувствительного кварцевого резонатора 3 с помощью параметрических корректоров

12, в которых заменяют номинальные значения входящих в них резонаторов

13 и конденсаторов 14, Измерение массы груза в этом режиме производится аналогично описанУстройство для измерения массы, содержащее нагрузочную площадку, кинематически связанную с силочувствительным кварцевым резонатором с нанесенными на него электродами, закрепленными на корпусе посредством кристаллодержателя, и транзисторный возбудитель, выход которого подключен к индикатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены два дополнительных электрода, установленных в электродержателях соосно с электродами кварцевого резонатора с воэможностью перемещения вдоль оси, два параметрических корректора в виде RC-цепочек и двухсекционный переключатель, причем один электрод кварцевого резонатора и один дополнительHbM электрод шунтированы RC-цепочкой первого параметрического корректора и подключены через первую секцию пере-. ключателя к одному входу транзисторного возбудителя, а другой электрод кварцевого резонатора и другой дополнительный электрод шунтированы RCцепочкой второго параметрического корректора и подключены через вторую секцию переключателя к другому входу транзисторного возбудителя.